随着半导体器件集成度的不断提升★ღღ,电子产品的表面平整度bf88必全站登入★ღღ。★ღღ、厚度均匀性及工艺可靠性要求日益严格★ღღ。晶圆表面极其微小的不平整都可能导致电路短路★ღღ、信号延迟甚至器件失效★ღღ,对产品性能和产品良率产生深远影响★ღღ。在这一背景下歪歪漫画登录首页页面中心★ღღ,化学机械抛光(CMP)技术凭借其卓越的材料去除能力★ღღ、高精度平坦化效果及良好的工艺兼容性★ღღ,成为半导体制造领域的重要表面加工方法★ღღ。
影响CMP抛光效果的因素众多★ღღ,其中★ღღ,抛光液是影响抛光效果的决定因素必发bifa官方网站★ღღ。一般来说★ღღ,抛光液由磨料★ღღ、氧化剂★ღღ、pH调节剂★ღღ、分散剂和去离子水组成歪歪漫画登录首页页面中心★ღღ。磨料是抛光液的主要成分★ღღ,磨料的种类★ღღ、物理化学性质★ღღ、粒径尺寸★ღღ、均匀性及稳定性直接影响着晶圆的表面质量和材料去除率歪歪漫画登录首页页面中心★ღღ。
抛光液中常用的磨料为二氧化硅★ღღ、氧化铝和二氧化铈电子科技★ღღ,★ღღ。其中★ღღ,氧化铝磨料硬度很大★ღღ,抛光时易对工件造成严重损伤★ღღ,通常需要对表面进行改性必发bifa官方网站★ღღ,用于一些硬度较大材料的抛光★ღღ,如碳化硅★ღღ。铈元素具有多种价态且不同价态间易转化★ღღ,容易将玻璃表面物质氧化★ღღ,因此广泛应用于手机屏幕★ღღ、光学玻璃等的抛光★ღღ。纳米二氧化硅是应用最广泛的抛光磨料★ღღ,硬度适中★ღღ、形状规则★ღღ,抛光后可获得较好的表面质量★ღღ,而且二氧化硅颗粒在水中或溶剂中形成的硅溶胶分散性好★ღღ、稳定性好易储存★ღღ,由二氧化硅磨料组成的抛光液已广泛应用于半导体★ღღ、蓝宝石bifa必发唯一官网★ღღ,★ღღ、合金★ღღ、陶瓷等衬底的抛光★ღღ。
纳米SiO2从形貌上可以分为球形和非球形★ღღ,其形貌影响着抛光速率和晶圆表面粗糙度★ღღ,决定着晶圆最终的抛光效果★ღღ。随着硅衬底晶圆尺寸越来越大★ღღ,集成电路集成度进一步增加★ღღ,对晶圆的表面质量也提出了更高的要求★ღღ。同时芯片的需求增加导致衬底晶圆的需求增加★ღღ,而传统的单一球形纳米SiO2磨料抛光速率较慢必发bifa官方网站必发bifa官方网站★ღღ,无法满足高效衬底晶圆加工歪歪漫画登录首页页面中心★ღღ,所以目前国际上主流趋势是对球形磨料进行组份必发BIFA官方网站★ღღ、结构和形貌改性★ღღ,以期在表面粗糙度不变的情况下★ღღ,提高磨料的抛光速率★ღღ。
非球形纳米SiO2磨料由于其形貌的不规则性★ღღ,因此比表面积较大★ღღ,抛光速率高于球形磨料歪歪漫画登录首页页面中心歪歪漫画登录首页页面中心★ღღ,但由于非球形磨料一般表面带有棱角必发bifa官方网站★ღღ,在CMP中易对晶圆表面造成划伤★ღღ,导致晶圆表面粗糙度升高★ღღ,表面平整度变差★ღღ。目前已成功制备的不规则形状磨料包括花瓣形★ღღ、哑铃形★ღღ、椭圆形★ღღ、棒形★ღღ、茧形★ღღ、柱形等多种形状★ღღ,实验表明其有效提高了硅尤其是硬脆材料等衬底晶圆的CMP速率★ღღ。
球形纳米SiO2磨料是半导体衬底晶圆精抛的主要磨料★ღღ,其CMP后晶圆表面粗糙度明显优于非球形纳米SiO2磨料★ღღ,而传统球形纳米SiO2磨料的CMP速率已无法满足现阶段加工需求★ღღ,因此★ღღ,迫切需要对球形磨料进行性能改进★ღღ。目前国内外主流趋势是对磨料进行介孔或掺杂处理★ღღ,以此提高晶圆的抛光速率★ღღ,使其具有更高的加工效率★ღღ。
介孔纳米SiO2通过增大比表面积和与化学试剂的接触面积★ღღ,促进化学反应★ღღ,从而提高磨料的CMP性能★ღღ,增大其应用价值★ღღ。掺杂是将某种元素掺杂到纳米SiO2中★ღღ,可以在原有的CMP性能基础上叠加掺杂元素的化学或物理性能★ღღ,即复合磨料★ღღ,复合磨料的出现★ღღ,使得球形磨料的研磨性能获得大幅提升★ღღ。
球形纳米SiO2磨料诞生时间较早★ღღ,研究众多★ღღ,已经大面积成熟地应用于衬底晶圆CMP中★ღღ,但球形磨料的抛光速率始终较慢★ღღ,无法满足衬底晶圆的高效生产★ღღ,仍需对球形磨料不断进行改性研究★ღღ。
总之★ღღ,CMP作为半导体晶片表面加工的关键技术之一★ღღ,抛光液中金属等杂质的含量对集成电路的成品率★ღღ、电性能及可靠性有十分重要的影响★ღღ。纳米二氧化硅磨料是影响CMP性能的决定性因素★ღღ,二氧化硅基抛光液在半导体制造领域中发挥关键作用★ღღ,其通过化学反应与机械磨损相结合的方式★ღღ,能够去除晶圆表面材料★ღღ,满足晶圆表面极高的平整度要求★ღღ,确保后续工艺的顺利进行歪歪漫画登录首页页面中心★ღღ。